28、便携式密封镍镉电池：特性、性能与应用全解析

便携式密封镍镉电池：特性、性能与应用全解析

1. 概述

密封镍镉电池凭借独特设计，有效防止过充时因气体产生导致的压力积聚。这一特性使得电池能够密封，除充电外无需额外维护，从而在众多领域得到广泛应用，涵盖了从轻型便携式电源（如摄影设备、玩具、家居用品）到高倍率、大容量电源（如手机、电脑、摄像机、电动工具等电子设备），以及备用电源（如应急照明、警报系统、内存备份）等多个方面。部分镍镉电池还配备了智能电池控制电路，可提供充电状态指示并控制过充和过放。

密封镍镉电池的主要优缺点总结如下表：
| 优点 | 缺点 |
| — | — |
| 密封设计，无需维护 | 特定应用中存在电压凹陷或记忆效应 |
| 长循环寿命 | 成本高于密封铅酸电池 |
| 良好的低温和高倍率性能 | 电荷保持能力差 |
| 任何充电状态下都有长保质期 | 高温和浮充服务性能不如密封铅酸电池 |
| 快速充电能力 | 使用镉存在环境问题 |
| | 容量低于其他竞争电池 |

2. 化学原理

密封镍镉电池的活性材料与其他类型镍镉电池相同。充电状态下，负极活性材料为镉，正极活性材料为羟基氧化镍，电解质为氢氧化钾溶液；放电状态下，正极活性材料变为氢氧化镍，负极活性材料变为氢氧化镉。

充电过程中，氢氧化镍（Ni(OH)₂）转化为高价氧化物：
[Ni(OH)_2 + OH^- \rightarrow NiOOH + H_2O + e^-]
负极上，氢氧化镉（Cd(OH)₂）被还原为镉：
[Cd(OH)_2 + 2e^- \rightarrow Cd + 2OH^-]